c# 高併發必備技巧(三)

来源:https://www.cnblogs.com/pzscit/archive/2023/12/07/17880912.html
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前面兩篇文章主要是介紹瞭如何解決高併發情況下資源爭奪的問題。但是現實的應用場景中除了要解決資源爭奪問題,高併發的情況還需要解決更多問題,比如快速處理業務數據等, 本篇文章簡要羅列一下與之相關的更多技術細節。 1、非同步編程:使用async和await關鍵字進行非同步編程,這可以避免阻塞線程,提高程式的響 ...


前面兩篇文章主要是介紹瞭如何解決高併發情況下資源爭奪的問題。但是現實的應用場景中除了要解決資源爭奪問題,高併發的情況還需要解決更多問題,比如快速處理業務數據等,
本篇文章簡要羅列一下與之相關的更多技術細節。

1、非同步編程:使用async和await關鍵字進行非同步編程,這可以避免阻塞線程,提高程式的響應性和擴展性。非同步編程可以通過Task或Task對象來實現。

public async Task ExampleAsync()

{
    await Task.Run(() =>
    {
        // 非同步任務
    });
}

2、多線程:使用多線程可以並行處理任務,提高程式的執行效率。在C#中可以通過Thread類或者Task類來創建多線程。需要註意的是,過度使用多線程可能導致線程同步和資源競爭的問題。

public void ExampleMultiThreading()
{
    var thread1 = new Thread(() =>
    {
        // 線程1的任務
    });
    var thread2 = new Thread(() =>
    {
        // 線程2的任務
    });
    thread1.Start();
    thread2.Start();
}

更高級的用法是使用線程池

// 使用線程池執行短期非同步操作
ThreadPool.QueueUserWorkItem((state) =>
 {    

    // 執行非同步操作的邏輯

});

使用線程池的意義在於避免,短時間內不斷重覆地銷毀和創建線程。
註意:在使用線程池時,需註意控制併發線程數量,避免過度占用系統資源。同時,需小心處理線程間的共用資源和避免競態條件,必要時使用同步機制確保數據的一致性和正確性。

3、並行編程:並行編程是一種將任務劃分為多個子任務,並同時執行的方法。在C#中可以使用Parallel類或者Parallel.For、Parallel.ForEach方法來實現並行編程。

// 並行處理數據集合中的元素
Listdata = GetLargeData();
Parallel.ForEach(data, (item) =>
{

    // 處理每個元素的邏輯

});
// 使用並行 LINQ 查詢並行處理數據

Listdata = GetLargeData();
var query = from item in data.AsParallel()

            where item % 2 == 0

            select item;

4、除了並行編程,還可以使用數據流編程,C#數據流編程技術是一種強大的編程模型,適用於處理和操作大量數據的場景,能夠提供高性能、可伸縮和可組合的解決方案。它使得開發人員能夠更加靈活和高效地處理數據,並能夠充分利用計算資源來提升應用程式的性能。
數據流編程模型的核心是數據流塊,它們是可執行代碼的封裝,用於接收輸入數據,進行處理,並產生輸出數據。數據流塊之間可以通過連接來建立數據流管道,形成數據的流動路徑。C#提供了一個內置的數據流庫,命名空間為System.Threading.Tasks.Dataflow,其中包含了多個預定義的數據流塊類型。
下麵是一些常用的數據流塊類型:

TransformBlock<TInput, TOutput>:接收輸入數據類型為TInput,併在處理後生成輸出數據類型為TOutput。
ActionBlock<T>:接收輸入數據類型為T,並執行指定的操作,不生成輸出數據。
BufferBlock<T>:用於緩衝數據,可以通過其發送和接收數據。
BroadcastBlock<T>:接收輸入數據,並將其廣播給多個連接的接收器。
JoinBlock<T1, T2>:接收來自兩個輸入源的數據,並將它們組合成一個元組。

5、記憶體管理:在高併發的場景下,記憶體管理至關重要。要儘可能地避免創建過多的對象,因為這可能會導致記憶體溢出。同時,合理地使用緩存和池化技術也可以提高程式的性能。

C#提供了一些併發集合(Concurrent Collections),如ConcurrentDictionary、ConcurrentQueue等,它們是線程安全的,可以在高併發場景下有效地管理記憶體和實現併發訪問。

6、優化資料庫訪問:如果程式需要訪問資料庫,那麼優化資料庫訪問也是一個關鍵因素,使用資料庫連接池。另外對於需要高頻訪問的數據,以考慮使用緩存技術。
其中可以使用記憶體緩存,還可以使用Redis、memcached等中間件。

以上就是C#高併發必備的一些技能和策略,但請註意,適當的優化和調整也是非常重要的。需要根據具體的場景和需求來選擇合適的方法和技術。
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